Podstawową rolą inżyniera materiałoznawstwa jest wykorzystanie wiedzy zdobytej w dziedzinach takich jak fizyka, chemia i krystalografia i zastosowanie tej wiedzy do praktycznych zastosowań, takich jak budowa maszyn, budynków lub nowych form materii. Dziedzina inżynierii materiałowej to szeroka, interdyscyplinarna dziedzina, która pełni wiele funkcji we współczesnym uprzemysłowionym świecie. Sami naukowcy zajmujący się materiałami mogą koncentrować się jedynie na teoretycznej naturze właściwości materii. Ich rolą jest odkrywanie tych właściwości i sposobu, w jaki ich fizyczne interakcje zmieniają się w zależności od lokalnych warunków. Inżynierowie skupiają się jednak na tym, co można zrobić, korzystając z wiedzy o materiałach, która została ustanowiona przez naukę.
Inżynier materiałoznawstwa pracuje nad projektami obejmującymi wiele nauk fizycznych, a także niektóre nauki przyrodnicze. Jego wykształcenie musi zatem obejmować szeroki zakres dyscyplin. Nierzadko można znaleźć badaczy w tej dziedzinie, którzy posiadają wiele stopni naukowych, często z fizyki lub chemii i jakiejś formy inżynierii, a także z doświadczeniem w genetyce lub mikrobiologii. Podstawowymi gałęziami przemysłu, które nadal będą miały duże zapotrzebowanie na inżyniera materiałoznawstwa, są medycyna; zastosowania kosmiczne, wojskowe i energetyczne; i inżynieria mikroprocesorowa. Może to oznaczać, że inżynier materiałoznawstwa będzie pracował w tak różnych dziedzinach, jak poszukiwanie ropy naftowej, leczenie raka, budowa mostów czy projektowanie samolotów, żeby wymienić tylko kilka.
Inżynier materiałoznawstwa ma wiele możliwości. Dziedzina tradycyjnie koncentrowała się na zastosowaniu wiedzy o materiałach z badań metalurgii, ceramiki i polimerów do tradycyjnych metod konstrukcyjnych. Badania materiałowe są teraz połączone z postępami inżynieryjnymi na wcześniej niespotykane sposoby. Inżynier materiałoznawstwa może współpracować z firmą farmaceutyczną w celu opracowania urządzeń do ukierunkowanego dostarczania leków do komórek nowotworowych, z organizacją wojskową, która opracuje samoleczące się zbroje lub z producentem odzieży, aby opracować materiał odporny na plamy. Wszystkie te zastosowania stały się możliwe dzięki inżynierom materiałoznawstwa, a prawdopodobnie zostanie opracowanych znacznie więcej.
Jedną z najważniejszych dziedzin dla inżyniera materiałoznawstwa są badania i rozwój nanotechnologii. Nanotechnologia jest również dziedziną interdyscyplinarną, zajmującą się inżynierią materiałów i maszyn w skali — w co najmniej jednym wymiarze, takim jak szerokość lub długość — 100 nanometrów lub mniej. Nanometr to jedna miliardowa metra długości. Aby zilustrować wielkość związaną z nanotechnologią, przeciętna ludzka czerwona krwinka ma na ogół około 100 nanometrów średnicy.